阅读说明：本技术 一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的方法 (Method for synthesizing 1, 3-dioleoyl-2-palmitic acid triglyceride composition by using non-localized enzyme ) 是由 翁志坚 叶长青 黄镇平 徐胜荣 于 2019-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的方法,包括：将碘值为8～35的棕榈油硬酯精进行随机酯交换后,与油酸或其非甘油酯进行非特异性酶促酯交换,所述酶促反应体系的水含量小于0.1％；分离去除棕榈酸或棕榈酸非甘油酯的酯,得到含1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的组合物。以本发明提供的方法制备的含有OPO甘油三酯组合物,其组成按重量计,OPO为40～52％,Sn-2为52～65％,PPP％<8％；符合国标规定的OPO产品中二位棕榈酸占所有棕榈酸含量要大于52％,1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯含量(以C52计)要高于40％的要求。(The invention discloses a method for synthesizing a 1, 3-dioleoyl-2-palmitic acid triglyceride composition by using a non-localized enzyme, which comprises the following steps: carrying out random ester exchange on palm oil stearin with an iodine value of 8-35, and then carrying out non-specific enzymatic ester exchange on the palm oil stearin and oleic acid or non-glyceride thereof, wherein the water content of an enzymatic reaction system is less than 0.1%; separating to remove palmitic acid or palmitic non-glyceride esters to obtain a composition containing 1, 3-dioleoyl-2-palmitic triglyceride. The composition containing OPO triglyceride prepared by the method comprises, by weight, 40-52% of OPO, 52-65% of Sn-2 and less than 8% of PPP; the OPO product meeting the national standard has the requirements that the content of dipalmitic acid in all palmitic acid products is more than 52 percent, and the content of 1, 3-dioleic acid-2-palmitic acid triglyceride (calculated as C52) is more than 40 percent.)

一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合 物的方法

技术领域

本发明涉及可以替代人乳脂肪油脂的产品，具体涉及一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的方法。

背景技术

1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯(俗称OPO)是母乳脂肪的主要特征成分。目前，OPO多添加到婴幼儿配方奶粉中，实现从总脂肪酸的组成、Sn-2位脂肪酸组成及OPO含量上尽可能与母乳接近。

目前，生产含有1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的组合物的较为普遍的方法为：(1)提供Sn-2位富含棕榈酸的油脂；(2)提供油酸酰基供体，该供体可以是油酸、油酸甲酯或油酸乙酯等油酸的脂肪酸非甘油三酯的酯；(3)最后，在1,3位选择性酶(特异性脂肪酶)催化作用下，完成定向酯交换反应，合成OPO甘油三酯，其中，特异性脂肪酶催化的定向酯交换反应的本质为不饱和脂肪酸对Sn-2位富含棕榈酸的油脂中的Sn-1/3位脂肪酸的取代反应，同时不影响Sn-2位脂肪酸的组成。而非1,3位特异性脂肪酶作用下的甘三酯分子间或分子内的酰基再分配按概率随机分布，因此，在经过随机酯交换反应后，一种脂肪酸在甘三酯的任意一个位点上的分布几率都是相同的，这对制备高含量OPO甘油三酯组合物不利，因而，现有技术多采用以Sn-2位富含棕榈酸的油脂与酰基供体，在1,3位选择性酶催化下通过酯交换来制备高含量OPO甘油三酯组合物。

如专利CN101679909A公开使用一种或多种碘值为18～40的棕榈油硬脂酸甘油酯组分进行随机酯交换反应，以获得Sn-2位富含棕榈酸的甘油三酯，再将其与油酸或其非甘油三酯进行特异性脂肪酶促酯-酯互换反应，制备包含OPO甘油酯的组合物。专利CN102827885公开了一种制备OPO的方法，采用富含饱和脂肪酸残基的酯和富含不饱和脂肪酸残基的酯进行随机酯交换反应，再与不饱和脂肪酸或其酯进行酶法定向酯交换反应制备。专利CN102776077公开了一种制备OPO的方法，采用棕榈酸含量大于50％的棕榈油在催化剂作用下进行分子内重排反应，再与混合脂肪酸或其非甘油酯的酯在1,3位专一性脂肪酶作用下进行酯交换反应制备。

然而1,3位特异性脂肪酶价格昂贵，成本高、经济效益差，但是现有技术中还没有非特异性酶催化Sn-2位富含棕榈酸的油脂与油酸酰基供体制备OPO的方法，这是因为非特异性酶催化制得的OPO产品难以符合国家标准中规定(GB30604-2015)，OPO产品中二位棕榈酸占所有棕榈酸含量要大于52％，1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯含量(以C52计)要高于40％的要求。

发明内容

本发明提供一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的方法，该方法突破了传统制备OPO产品只能采用1,3位专一性脂肪酶才能制得符合国家标准的OPO产品的限制，极大降低了工业生产成本，具有显著的经济效益。

一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的方法，包括：

(1)将碘值为8～35的棕榈油硬酯精进行随机酯交换；

(2)将步骤(1)随机酯交换后的棕榈油硬酯精和油酸或其非甘油酯进行酶促酯交换，所述酶促反应体系的水含量小于0.1％；分离去除棕榈酸或棕榈酸非甘油酯的酯，得到含1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的组合物；

其中，酶促酯交换反应所用的酶为非1,3位特异性脂肪酶。

所述棕榈油硬酯精是通过分馏棕榈油或其衍生物得到，所述棕榈油选自棕榈油原油、精制棕榈油、棕榈油馏分(如Lanza分馏法获得的馏分)、棕榈油衍生物或其混合物；进行随机酯交换反应的目的为获得Sn-2位富含棕榈酸的甘油三酯。

本发明意外发现，控制反应体系的含水量在0.1％以下，使用非1,3位特异性脂肪酶可以提高以Sn-2位富含棕榈酸的油脂与酰基供体为原料，通过酯交换法制备的OPO含量。

其中，本发明控制酶促反应体系的水含量小于0.1％的工艺步骤，包括：

将随机酯交换后的棕榈油硬酯精、非1,3位特异性脂肪酶和油酸或其非甘油酯于60～70℃抽真空脱水，控制真空度<1000Pa，进一步优选为真空度<500Pa抽真空1～3小时；或，

将随机酯交换后的棕榈油硬酯精和油酸或其非甘油酯于150～160℃条件下抽真空，真空度控制在2kPa～20kPa，抽真空0.5～1小时；而后将体系降温至70℃以下，加入非1,3位特异性脂肪酶；或，

将随机酯交换后的棕榈油硬酯精和油酸或其非甘油酯于150～160℃条件下，惰性气体分压控制体系水含量小于0.1％后，将体系降温至70℃以下，加入非1,3位特异性脂肪酶；其中，每100克物料量的惰性气体的流量控制为10～100ml/min，以物料不被夹带出为好。

进一步优选，所述酶促反应在惰性气体氛围中进行，反应体系的水含量为0.01～0.05％，所述酶促反应温度为55～60℃，以测定棕榈酸甘油三酯占总甘油三酯含量小于8％为终点。

所述非1,3位特异性脂肪酶为Novozym 435或Lipozyme TM IM等，其用量占酶促反应全部物料总质量的2～30％。

所述棕榈油硬酯精和油酸或其非甘油酯的重量比为1:1～10。所述油酸非甘油酯为油酸与饱和烷基醇形成的酯，如油酸与1至6个碳原子数的醇的烷基酯等；作为优选，所述的油酸非甘油酯为油酸甲酯或油酸乙酯等。

进一步，酶促反应中油酸或其非甘油酯的纯度为50～90％。

所述酶促酯交换反应采用分批次或连续的方式，任选地在有机溶剂体系或无溶剂体系中进行，其中分批次分阶段选用相同或不同的非1,3位特异性脂肪酶。

进一步，在一种实施方式中，本发明的方法包括：

(i)将随机酯交换后的棕榈油硬酯精和油酸或其非甘油酯，在非1,3位特异性脂肪酶1作用下进行酶促酯交换，制备含1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯的组合物；

(ii)分离过量的油酸和反应生成的棕榈酸后，将分离得到的高沸甘油三酯成分，在非1,3位特异性脂肪酶2作用下，和新的油酸或其非甘油酯重复步骤(i)操作，得高含量1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物；

其中，所述非1,3位特异性脂肪酶1和2为Novozym 435或Lipozyme TM IM等，且非1,3位特异性脂肪酶1和非1,3位特异性脂肪酶2相同或不同。

分步酯交换，能够提高需精馏分离的低沸组分中副产的含量且大幅减少低沸物总量，从而大幅降低精馏能耗。

为提高1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物中OPO含量，所述酶促反应产物经分离精制处理，具体采用真空蒸馏、分馏、分子蒸馏和/或化学法精制，以使酶促反应产物达到接近人乳脂肪结构油脂。

进一步，所述真空蒸馏，分馏以及分子蒸馏的绝对压力为1～500Pa、温度为140～260C°。

进一步，所述化学精制采用稀碱精炼。

以本发明提供的方法制备的含有OPO甘油三酯组合物，其组成按重量计，OPO为40～52％，Sn-2为52～65％，PPP％<8％；符合GB30604-2015关于1,3-二油酰-2-棕榈酰甘油三酯的质量要求：其中，要求组合物中Sn-2占比≥52％；OPO含量≥40％。由此可知，本发明提供的方法突破了传统制备OPO产品只能采用1,3位专一性脂肪酶才能制得符合国家标准的OPO产品的限制。

本发明制得的含有OPO甘油三酯组合物可作为一种高质量的适合于替代婴儿食品中的脂肪基质，应用于制备婴幼儿乳制品。

而且，非定位脂肪酶在市场上来源广，价格低，本发明提供的制备方法将大幅度降低目标产品的生产成本，具有显著的经济效益，发展前景广阔。

附图说明

图1为本发明实施例6～7中通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的分步工艺流程图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种通过非定位酶合成1,3-二油酸-2-棕榈酸甘油三酯组合物的方法进行具体描述，但本发明并不限于这些实施例，该领域技术人员在本发明核心指导思想下做出的非本质改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

实施例1～3

分别用碘值(IV)＝10.8,15.2,19.0的棕榈硬酯温度55～65℃条件下加入底物料重量5％的Lipozyme TM IM固定化脂肪酶随机酯交换，分析检测随机酯交换后棕榈硬酯的棕榈酸Sn-2的比例(见表1)

表1

随机酯交换后的棕榈硬酯和油酸乙酯按重量比1:5混合，在带搅拌的反应釜控温在58℃，真空脱水、气后氮气置换保护，其中，控制真空度<1000Pa，抽真空3小时使体系水含量<0.1％条件下，加入占底物料重量的5％的非特异性脂肪酶Lipozyme TM IM，搅拌进行酯交换反应，GC检测棕榈酸甘油三酯占总甘油三酯含量小于8％终止反应，分离脂肪酶，液体经高温高真空分离低沸组分，得到产品含OPO的组合物，其组成如表2所示。

表2

实施例	棕榈硬酯碘值	温度(℃)	PPP％	OPO％	Sn-2％
						1	10.8	58	6.78	45.3	63.43
2	15.2	58	6.27	43.1	61.51
						3	19.0	58	6.11	42.2	58.32

实施例4

其它反应条件同实施例2，不同之处在于，控制酶促反应体系的水含量小于0.1％的工艺步骤为：将碘值＝15.2经随机酯交换后的棕榈油硬酯精和油酸乙酯150℃抽真空脱水，控制真空度2000Pa，抽真空0.5小时，而后将体系降温至58℃，加入占底物料重量的5％的非1,3位特异性脂肪酶Lipozyme TM IM，制得含OPO的组合物，其产品与实施例2制备的产品组成及比例在误差允许范围内，保持基本一致。

实施例5

其它反应条件同实施例3中，控制酶促反应体系的水含量小于0.1％的工艺步骤为：将碘值＝15.2经随机酯交换后的棕榈油硬酯精和油酸乙酯150℃条件下，氮气分压控制体系水含量小于0.1％后，将体系降温至58℃，加入非1,3位特异性脂肪酶Lipozyme TM IM；其中，每100克物料量的惰性气体的流量控制为50ml/min，而后将体系降温至58℃，加入占底物料重量的5％的非1,3位特异性脂肪酶Lipozyme TM IM，制得含OPO的组合物，其产品与实施例3制备的产品及比例在误差允许范围内，保持基本一致。

实施例6～7

如图1所示流程图，将碘值＝10.8经随机酯交换后的棕榈硬酯和油酸(分离器2分离所得的油酸)按重量比1:2混合，在带搅拌的反应釜中仔细控温在55℃，真空脱水、气后氮气置换保护，其中体系水含量<0.05％，加入非特异性脂肪酶占底物料重量的5％，搅拌进行酯交换反应，分离过量的油酸和反应生成的棕榈酸，分离后的高沸甘油三酯成分再和新的油酸按重量比1：2同上条件再进行酯交换反应和分离得产品，检测产品组分(见表3)

表3

实施例	脂肪酶1	脂肪酶2	温度(℃)	反应时(h)	OPO％	Sn-2％
							6	Novozym 435	Lipozyme TM IM	55	1	45.8	62.35
7	Lipozyme TM IM	Lipozyme TM IM	55	1	46.1	63.68